水溶性陶瓷型芯对于内腔结构复杂和高尺寸精度的合金铸件的精密铸造成型起着十分关键的作用.本文系统介绍了近年来国内外水溶性陶瓷型芯注射成型技术的研究进展,并重点分析了对关键工艺过程如增塑剂制备、黏结剂和陶瓷粉体组分和粒径的选择、混料工艺优化、注射成型关键参数、脱脂烧结及防水处理等对型芯微观结构、质量和性能影响,为高性能水溶性陶瓷型芯的研制提供技术指导.最后,在总结现有技术特点的基础上,分析了未来水溶性陶瓷型芯注射成型技术的发展趋势,特别是新兴的纳米材料和技术以及计算机模拟技术,将为高性能和低成本型芯的研制提供必要的支持和保障.
参考文献
[1] | 肖树龙,陈玉勇,朱洪艳,田竟,吴宝昌.大型复杂薄壁钛合金铸件熔模精密铸造研究现状及发展[J].稀有金属材料与工程,2006(05):678-681. |
[2] | 熊艳才.航空复杂构件精确成形技术基础研究[J].航空制造技术,2010(02):54-57. |
[3] | 吕志刚.我国熔模精密铸造的历史回顾与发展展望[J].铸造,2012(04):347-356. |
[4] | 赵效忠.陶瓷型芯的制备与使用[M].北京:科学出版社,2013 |
[5] | MILLER D G;SINGLETON R H .Leachable ceramic core[P].USA,3576 653,1971-4-27. |
[6] | CAPODICASA F A;KELKAR A H;WEINSTEIN J G .Ceramic core for investment casting and method for preparation[P].USA,4925492,1990-5-15. |
[7] | LEE Y W .Water soluble ceramic core for use in die casting,gravity and investment casting of aluminum alloys[P].USA,6024787,2000-2-15. |
[8] | 贾志宏;王顺成;赵玉涛 .一种水溶性陶瓷型芯及其制备方法[P].中国,CN 102786295 A,2012. |
[9] | 何顺荣.刚玉基水溶性型芯的发展概况[J].铸造设备研究,2001(02):6-9. |
[10] | BROOK RJ;清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室.陶瓷工艺(第1部分)[M].北京:科学出版社,1999 |
[11] | 潘继勇,刘孝福,何立明,郭新力,刘东辉,李长春.硅基陶瓷型芯的研究进展[J].铸造,2012(02):174-178. |
[12] | 肖长江,邓湘荣,栗正新.纳米陶瓷的特性和烧结方法研究进展[J].硅酸盐通报,2011(01):129-135. |
[13] | 赵红亮,楼琅洪,翁康荣,关绍康,李英敖,赵惠田,胡壮麒.Al2O3/SiO2纳米复合陶瓷型芯[J].钢铁研究学报,2003(z1):481-484. |
[14] | 李传栻.无机盐类粘结剂的应用和发展[J].金属加工(热加工),2014(09):12-15. |
[15] | 张龙,李远才,许建华,陈琦.水溶性型芯强度影响因素的研究[J].铸造,2010(09):924-928. |
[16] | 张立同;曹腊梅;刘国利.近净形熔模精密铸造理论与实践[M].北京:国防工业出版社,2007 |
[17] | 刘文胜,赵亚旭,马运柱.粉末近净成形流变特性的研究现状[J].材料导报,2010(13):14-19,30. |
[18] | ALEXANDER K;FARR H J .Refractory mould body and method of casting using the mould body[P].USA,4480681,1984-11-6. |
[19] | HYNDMAN C P;WORDSWORTH R A .Removable cores for metal castings[P].USA,5273098,1993-12-28. |
[20] | BROWN W N;ROBINSON P M .Soluble metal casting cores comprising a water-soluble salt and a synthetic resin[P].USA,3645491,1972-2-29. |
[21] | 高景艳;何顺荣.铸铁件用刚玉基水溶性型芯的研究[J].铸造,1991(06):34-36. |
[22] | ALEXANDER K;FARR H J .Moulding[P].USA,4629708,1986-12-16. |
[23] | STANIMIROVI(C) Z;STANIMIROVI(C) I.Ceramic injection molding,some critical issues for injection molding[M].Croatia:InTech-Open Access Company,2012:131-148. |
[24] | Thomas Hanemann;Oxana Weber .Polymethylmethacrylate/polyethyleneglycol-based partially water soluble binder system for micro ceramic injection moulding[J].Microsystem technologies,2014(1):51-58. |
[25] | Zaky MT .Effect of solvent debinding variables on the shape maintenance of green molded bodies[J].Journal of Materials Science,2004(10):3397-3402. |
[26] | Frank Sommer;Hartmut Walcher;Frank Kern .Influence of feedstock preparation on ceramic injection molding and microstructural features of zirconia toughened alumina[J].Journal of the European Ceramic Society,2014(3):745-751. |
[27] | 王秀,谢志鹏,李建保,黄勇.工程陶瓷注射成型的研究与发展[J].稀有金属材料与工程,2004(11):1121-1126. |
[28] | 谢昌平,周彩楼,陈涛,汤晓琳.陶瓷注射成型混料工艺及坯体产生缺陷研究[J].材料导报,2012(16):133-136,160. |
[29] | 刘志锋,雅菁,王鹤琨,辛颖,王为.注射成型Al2O3陶瓷喂料的制备工艺[J].天津城市建设学院学报,2009(04):293-296. |
[30] | SUPATI R;LOH N H;KHOR K A et al.Mixing and characterization of feedstock for powder injection molding[J].Materials Letters,2000,46:109-114. |
[31] | P. Thomas-Vielma;A. Cervera;B. Levenfeld .Production of alumina parts by powder injection molding with a binder system based on high density polyethylene[J].Journal of the European Ceramic Society,2008(4):763-771. |
[32] | ZHENG R;TANNER R I;FAN X J.Injection molding:integration of theory and modeling methods[M].Berlin:Springer Science & Business Media,2011 |
[33] | PESHEK J R .Machinery of injection moulding of ceramic shape[J].Advance in Ceramics,1984,9:234-238. |
[34] | KAZMER D O.Injection mold design engineering[M].Munich:Carl Hanser Verlag GmbH Co KG,2012 |
[35] | R. Sanchez;J. Aisa;A. Martinez;D. Mercado .On the relationship between cooling setup and warpage in injection molding[J].Measurement,2012(5):1051-1056. |
[36] | CDANG;ROCKEY B .Injection moulding 2010[EB/OL].http://en.wikipedia.org/wiki/File:Injection_molding.png,2014-10-9. |
[37] | Anne Mannschatz;Axel Muller;Tassilo Moritz .Influence of powder morphology on properties of ceramic injection moulding feedstocks[J].Journal of the European Ceramic Society,2011(14):2551-2558. |
[38] | Anne Mannschatz;Soren Hohn;Tassilo Moritz .Powder-binder separation in injection moulded green parts[J].Journal of the European Ceramic Society,2010(14):2827-2832. |
[39] | 谢志鹏,杨金龙,黄勇.陶瓷注射成型的研究[J].硅酸盐学报,1998(03):324-330. |
[40] | MUTSUDDY B C .Rheologieal characteristics of ceramic injection-molding mixes[J].LANGMUIR,1990,6(01):24-27. |
[41] | 雅菁,刘志锋,周彩楼,辛颖,赵丹.陶瓷注射成型的关键技术及其研究现状[J].材料导报,2007(01):63-67. |
[42] | 雅菁,刘志锋,赵丹,周彩楼,辛颖,刘超.氧化铝陶瓷注射成型工艺的研究[J].天津城市建设学院学报,2007(03):204-207. |
[43] | 祝宝军,曲选辉,陶颖,肖平安,秦明礼.硬质合金注射成形注射参数的优化[J].稀有金属材料与工程,2002(03):232-235. |
[44] | 郑占明,刘春太,申长雨.基于遗传算法的注塑模注射速率优化[J].工程塑料应用,2002(07):25-28. |
[45] | 翟明,顾元宪,申长雨.注射成型充模过程的注射速度控制[C].2005《中国塑料》论坛暨塑料注塑新技术国际研讨会论文集,2005:332-334. |
[46] | 郑振兴,夏伟,陈维平.粉末注射成形过程中熔体前沿速度优化[J].机械设计与制造,2010(07):178-180. |
[47] | 赵斌,燕东明,梁西瑶,李康,林勇,徐志雄.陶瓷注射成型研究进展[J].硅酸盐通报,2008(05):1000-1005. |
[48] | 郭世柏,曲选辉,段柏华,何新波,秦明礼.钛合金粉末注射成形工艺参数的优化[J].材料工程,2004(11):32-36. |
[49] | Haihua Wu;Dichen Li;Yiping Tang;Bo Sun;Dongyang Xu .Rapid fabrication of alumina-based ceramic cores for gas turbine blades by stereolithography and gelcasting[J].Journal of Materials Processing Technology,2009(18/19):5886-5891. |
[50] | ANI S M;MUCHTAR A;MUHAMAD N .Effects of injection temperature and pressure on green part density for ceramic injection molding[J].Advances in Materials Research,2013,622:429-432. |
[51] | 杨现锋;谢志鹏;贾翠 等.陶瓷注射成型充模过程及成型缺陷计算机模拟分析[J].稀有金属材料与工程,2011,40(增刊):514-517. |
[52] | 谢昌平,周彩楼,陈涛,汤晓琳.陶瓷注射成型混料工艺及坯体产生缺陷研究[J].材料导报,2012(16):133-136,160. |
[53] | 曲选辉,温宏宇,敖晖,郑州顺.粉末注射成形过程计算机模拟研究[J].材料工程,2001(06):33-36. |
[54] | 张晓岩,武彬,肖建中.陶瓷注射成型数值模拟及其进展[J].材料导报,2005(z1):219-221. |
[55] | QU X H .Numerical of feedstock melt-filling in a cylindrical cavity with solidification in powder injection molding[J].Trans NM-SC,1998,8(04):544. |
[56] | IWAI T;AISAWA T;KILIARA J .Powder-binder flow simulation in powder injection molding[J].Advances Powder Metallurgy Particular Materials,1996,5:19-91. |
[57] | 郑洲顺,曲选辉,韩旭里.PIM粉末-粘结剂固液两相流的动力学基本方程[J].稀有金属与硬质合金,2002(04):1-5. |
[58] | 彭周 .陶瓷注射成形流动过程计算机模拟[D].华中科技大学,2006. |
[59] | YANG X F .Research on basis of degreasing process of ceramic injection molding[D].Beijing:Tsinghua University,2009. |
[60] | 胡红军,杨明波.陶瓷粉末注射成型计算机模拟研究与应用[J].中国陶瓷工业,2004(06):43-46. |
[61] | 汪重露;肖建中;周建 .陶瓷注射成型石蜡基粘结剂热脱脂行为研究[J].中国科技论文在线,2007,3:1-6. |
[62] | 王霖林,杨现锋,张振庭,谢志鹏.陶瓷注射成型热脱脂与水基脱脂的机理研究[J].稀有金属材料与工程,2007(z1):330-333. |
[63] | 谢志鹏;杨金龙;黄勇.陶瓷注射成型脱脂过程研究[J].硅酸盐通报,1998(02):18-21. |
[64] | 田国利.硅基陶瓷型芯方石英含量与叶片浇注不露芯率的关系[J].材料工程,1995(07):33. |
[65] | 龙永成,刘志义,郛敏,李志贤,雷四雄,韩向楠,王荣峰.烧结温度对硅基陶瓷型芯性能的影响[J].粉末冶金材料科学与工程,2011(04):591-596. |
[66] | 覃业霞,张睿,杜爱兵,潘伟.粉料粒度对氧化铝基陶瓷型芯材料性能的影响[J].稀有金属材料与工程,2007(z1):711-713. |
[67] | 刘晓光,齐长见,贺莉丽,唐定中,肖程波,姚建省,顾国红,李鑫.烧结温度对SiO2-ZrO2体系陶瓷型芯材料性能影响研究[J].航空材料学报,2011(05):62-65. |
[68] | 王毅强,成来飞,张立同,徐永东,多贵英.相组成与微结构对硅基陶瓷型芯性能的影响[J].航空制造技术,2007(03):92-94. |
[69] | 康海峰,李飞,赵彦杰,徐华苹,孙宝德.镍基合金空心叶片浇铸用硅基陶瓷型芯的制备及性能[J].航空材料学报,2013(04):1-8. |
[70] | 顾国红.焙烧炉炉温均匀性对陶瓷型芯性能的影响[J].特种铸造及有色合金,2001(03):54-55. |
[71] | 李倩.影响定向空心叶片陶瓷型芯性能的一个重要因素--方石英含量的控制[J].材料工程,1994(05):18. |
[72] | 王维,董翰琼,王标,赵云超,王开.转炉钢渣制备陶瓷材料的烧结机理[J].化工学报,2014(09):3732-3737. |
[73] | 彭德林,王蔚.钛合金精密铸造陶瓷型芯[J].铸造,2006(10):1082-1084. |
[74] | 许云祥;钱绍嵩;黄雪英.以电熔刚玉砂为主体材料的水溶性型芯铝合金铸造试验[J].特种铸造及有色合金,1981(03):56-62. |
[75] | 孟爽芬;张建平;李虹.水溶性陶瓷芯在铝合金熔模铸造中的应用[J].特种铸造及有色合金,1993(04):11-14. |
[76] | Zhang Long,LI Yuancai,Zhao Wei.Improvement of humidity resistance of water soluble core by precipitation method[J].中国铸造,2011(02):212-217. |
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